若尔盖铀矿田放射性物探异常特征分析及其找矿应用

李宏涛，王丽坤，张哲铭，张新民，董之凯

若尔盖铀矿田放射性物探异常特征分析及其找矿应用

李宏涛，王丽坤，张哲铭，张新民，董之凯

（四川省核工业地质调查院，成都 610052）

放射性物探手段测量是寻找放射性矿产的重要依据，尤其是配合地质测量开展的放射性物探测量手段，对于铀矿地质找矿具有直接的指示意义。本文对若尔盖铀矿田新一轮的铀矿地质调查工作进行了整体梳理，对铀矿田内开展的放射性物探工作进行了全面总结，提炼出在若尔盖地区寻找铀矿的三种有效的物探手段对其特征进行了详细总结分析，并对其在找矿中的应用进行了论述。

若尔盖铀矿；放射性物探；找矿应用；

若尔盖铀矿田是我国著名的矿化分布集中、资源量巨大、成矿特点明显的碳硅泥岩型铀矿矿集区。铀矿田位于四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖县北部，少部分延至甘肃省迭部县境内。铀矿田呈近东西向展布，东西长50km，南北宽6km。在前人两轮的勘查工作基础上，通过近十年的调查和勘查工作，目前在若尔盖铀矿田内共落实了铀矿床4个（包含12个矿段），其中大型矿床2个（包含8个矿段），小型矿床2个（包含4个矿段），同时还发现矿（化）点20余个，圈出物、化探复合晕92个，放射性水化学异常点234个，圈定了7个成矿远景段。

本论文以若尔盖铀矿整装勘查区自2012年以来开展的调查和预普查项目为依托，综合分析和研究铀矿田近几年开展的放射性物探手段成果与认识，对区内放射性物探异常特征重新进行了总结和分析，并对其在找矿中的应用进行了新的论述。

图1 若尔盖铀矿田构造略图

1-前长城系；2-长城-青白口系；3-新生界；4-古生界、早中生代褶皱区；5-断裂； 6-华力西-印支期俯冲断裂；7-加里东期俯冲断裂；8-晋宁期板块结合带。9-铀成矿带；10-若尔盖铀矿田位置；A-祁连-龙首山铀成矿带；B-北秦岭铀成矿带；C-南秦岭铀成矿带

构造单元名称：Ⅰ-祁连北秦岭褶皱系；Ⅰ1-走廊过渡带；Ⅰ2-北祁连加里东褶皱带；Ⅰ3 -中祁连隆起；Ⅰ4 -南祁连加里东褶皱带；Ⅰ5 -北秦岭加里东褶皱带；Ⅱ-东昆仑-南秦岭褶皱带；Ⅱ1-武当山隆起；Ⅱ2-大巴山加里东褶皱带；Ⅱ3-礼县-柞水华力西前陆褶皱带；Ⅱ4-南秦岭华力西-印支褶皱带。

①龙首山断裂；②八渡-洛南断裂；③北祁连北缘断裂；④油房沟-皇台断裂；⑤北祁连南缘断裂；⑥中祁连南缘断裂；⑦武山-天水断裂；⑧宗务隆山-青海湖南山断裂；⑨临潭-山阳断裂；⑩玛沁-略阳断裂；⑪洋县-城口-房县断裂。

1 工作区地质特征

1.1 大地构造位置

若尔盖铀矿田地处秦祁昆造山系（Ⅲ）秦岭造山带（Ⅲ1）西倾山—南秦岭地块（Ⅲ1-1）降扎—迭部盖层褶冲带（Ⅲ1-1-1）。位于秦祁昆成矿域秦岭—大别山铀成矿省南秦岭铀成矿带的西端。其南邻若尔盖古陆，以玛沁—略阳深大断裂（F1）为界，深大断裂活动主导了本区地质构造演化和铀成矿作用（图1）。

1.2 区域地质特征

区内出露震旦系至白垩系及第四系。其中寒武系和志留系为区内铀主要赋矿地层。寒武系—志留系为活动型障壁海湾环境下形成的巨厚复理石建造，铀丰度值11.6×10－6，寒武系中富含铀等多种矿产，太阳顶组的含碳硅质岩是主要的找矿目的层。志留系以温泉—益哇断裂（F1）为界分为南北两个沉积相带，南相带为深海相复理石建造，北相带为海底喷流与半封闭环境下沉积的一套炭硅泥岩建造，下志留统三次海底喷流沉积韵律，沉积了三个层位—含矿硅灰岩层（体），是本区最重要的赋矿层位，目前已发现多处大、中、小型铀、金矿床，铀矿产多产于下志留统羊肠沟组、塔尔组和拉垅组。

区内褶皱和断裂构造发育，区域构造线以北西西向为主，北东向次之。北西向与北东向构造组成的菱形格架控制着铀矿床的产生。

区域岩浆岩零星分布，岩浆活动与断裂关系密切。火山岩主要分布在铀矿田西南部郎木寺-红星一带，侵入岩多分布零星，顺层侵位于下古生界。

2 放射性物探异常特征

前人在若尔盖地区开展了多种放射性物探测量手段寻找铀矿，采用的放射性物探测量手段有地面γ测量、地面伽玛能谱测量、土壤Hg蒸汽测量、α测量、Rn径迹测量和210Po测量等。近年来，依托中央财政和省财政基金支持，开展了系列的放射性物探手段应用及效果对比研究，取得了丰富的成果。

图2 伽玛总量测量异常分布特征图

1.全新统；2.更新统；3.热当坝群；4.财宝山组；5.郎木寺组；6.二叠系上统未分组；7.二叠系下统未分组；8.尕拉组；9.普通沟组；10.卓乌阔组；11.马尔组；12.下地组；13.拉垅组；14.塔尔组；15.羊场沟组；16.苏里木塘组；17.太阳顶组；18.相龙卡组；19.赛伊阔组；20.石英二长石；21.辉绿岩；22.断层；23.整合地质界线；24.不整合地质界线；25.区域γ异常带

2.1 伽玛总量异常特征

近几年对整个铀矿田开展了1∶5万伽玛总量面积测量，并对部分成矿有利地段开展了1∶1万伽玛总量面积测量，采集到的数据完整的反映了整个铀矿田的地表伽玛辐射特征。地表伽玛总量测量异常一般50×10-6～200×10-6，异常最高2 408×10-6；异常规模一般宽5～50m，长大于20～150m，最长延伸达6km。所发现的铀异常点（带）大多分布于寒武系太阳顶组的炭质硅质岩和下志留统羊肠沟组上段、塔尔组上段的硅灰岩中，拉垅组仅发现极少量铀异常点。

对伽玛总量测量的异常点（带）进行了综合分析，绘制了伽玛总量测量等值线图（图2）。从地层及构造看，异常带主要分布在区内白依背斜北翼、温泉沟向斜、降扎背斜南翼，异常主要呈近东西向带状展布，根据γ总量测量异常场区及地层岩性、结构，划分出8处有意义的区域性铀异常带（表1）。

从图表上综合分析，所发现的伽玛总量异常带具有以下特征：

表1 铀矿田γ总量区域性异常带统计结果一览表

1）深部铀矿弱信息分布形态总体呈椭圆状分布，且异常圈的长轴方向大多受附近断层走向控制，其长轴往往随断层走向的扭曲而扭曲。同时伽玛总量异常亦与地层关系密切，主要与赋铀层位下志留统、下寒武统和断裂构造线走向一致。每一个已知的铀矿床（点）与一个异常晕相对应，铀矿床（点）一般位于异常的梯度变化带上。

2）地面伽玛总量异常分布与构造的交合部位或断层的收敛端密切相关，多数异常晕处于北西西向断裂与北东向断裂组成菱形网格状格架的结点附近。

2.2 伽玛能谱异常特征

在伽玛总量异常带特征分析的基础上，结合地质认识，可以进一步筛选成矿条件较好的地段开展进一步的放射性评价，对图2所示铀矿田范围的的西北部占哇——降扎一带的大比例尺伽玛能谱测量，则清晰的说明了铀异常类型和成矿特征（图3）。

图3 若尔盖铀矿田占哇—降扎伽玛能谱异常分布图

1—全新统；2—马尔组；3—下地组；4—拉垅组上段；5—拉垅组下段；6—塔尔组上段；7—塔尔组下段；8—羊场沟组上段；9—羊场沟组下段；10—苏里木塘组；11—辉绿岩；12—地质界线；13—断层；14—γ能谱异常带

通过在该区的1∶1万伽玛能谱面积测量，确定了37个铀异常点和32处铀异常晕，钍混合异常点2个，划分了铀异常带16条。在主含矿岩性里，硅质岩的铀背景值为（16.05～65.13）×10-6，变异系数为0.67～0.89；灰岩的铀背景值为15.06×10-6，变异系数0.7。反映出铀高于其它岩性、钍钾低于其它岩性，表明铀在较高的背景值上，有较明显的迁移富集。异常点（带）地表出露规模沿走向长约10～65m，宽5.5～22m。区内大量eU含量高值带（红-紫色区域）多分布于下志留统羊肠沟组上段（S12）的硅质岩、灰岩及板岩中，仅有少部分出露于下志留统塔尔组上段（S12）的硅质岩透镜体及板岩中。表明该地层中的硅质岩含铀性较好，这与1∶5万γ总量测量发现的异常地层一致，说明了该地区放射性异常整体偏铀，该地区放射性异常为铀致异常。

综合分析可知区内伽玛能谱异常具以下特征：

1）铀矿化和异常总体呈近东西向沿含铀硅灰岩层展布。

2）铀异常点（带）多分布在北西向断裂与北东向断裂构造的交汇部位。

3）对主要含矿目的层的硅质岩和灰岩能谱数据进行整理分析发现：志留系中灰岩铀背景值为15.06×10-6，钍背景值为6.26×10-6，钾背景值为0.95%，eTh/eU值0.42；志留系中硅质岩铀背景值为16.05×10-6，钍背景值为6.66×10-6，钾背景值为1%，eTh/eU值0.41；寒武系中硅质岩铀背景值为（21.38～65.13）×10-6，钍背景值为（3.83～5.83）×10-6，钾背景值为0.75%～1.04%，eTh/eU值0.06～0.27。说明该区岩石具有高铀、低钍、低钾的特征。

图4 区内典型剖面γ能谱、γ总量曲线对比图

4）对区内同一剖面能谱测量曲线和γ总量曲线对比发现，铀的能谱曲线形态和γ总量曲线形态相吻合，表明区内的异常主要是由铀的富集引起的。用γ总量测量和γ能谱测量在本区开展地面放射性找矿效果较吻合（图4）。

图5 向阳沟——雪莲沟氡气异常分布图

1－第四系冲洪积物；2-下志留统拉垅组下段；3-下志留统塔尔组上段；4-下志留统塔尔组下段；5-下志留统羊肠沟组上段；6-下志留统羊肠沟组下段；7-铀异常点；8-粉砂岩；9-硅质岩；10-灰岩；11-板岩；12-氡气异常带；13-氡气剖面；14-实测性质不明断层；15-实测平推断层；16-实测逆断层；17-实测整合地质界线

2.3 氡气异常特征

在伽玛总量和伽玛能谱测量的基础上，在成矿有利地段开展大比例尺土壤氡气测量不仅可以验证地面铀异常带的可靠性，还能查证区内含矿层位向深部的延深情况（氡气沿含矿地层内的顺层断裂溢出）。在图3西北角雪莲沟—向阳东沟一带的系统氡气测量，通过绘制其异常等值线图，按异常分布及地层岩性不同可圈定7个有意义的氡气异常带（图5）。由图可知，氡气异常带几乎均分布于下志留统羊肠沟组上段（S12）硅灰岩体两侧的断层接触带附近，整体分布于该断层接触带与该区域北东向断层的夹持部位，反映了深部的矿化信息。

雪莲沟—向阳东沟一带的氡气测量共确定7个有意义的氡气异常带。异常带宽约10～80m，长度220～600m不等，氡气浓度约在254.90 Bq/L～2 647.8 Bq/L之间，异常晕的延伸方向与硅灰岩走向相一致，异常峰值基本上赋存在羊肠沟组上段（S12）硅岩透镜体内。

综合分析可知，区内氡气异常具以下特征：

1）氡气异常带呈明显的条带状分布，整体与硅灰岩走向和主要断裂展布一致；深穿透气体场的Rn异常与目前已发现的矿床（段）在空间上十分吻合。

2）氡气异常带中心多分布于北西向与北东向断裂构造的交汇部位。异常的分布形态往往受层间断层和硅灰岩组合体的控制，在断层发育、岩石破碎的地段，其深穿透气体往往出现高于背景值10倍以上的高异常值。

3）通过对氡气剖面的综合整理发现，氡气异常晕、高晕、偏高晕的峰值，沿硅灰岩含矿带走向呈线性展布，形成主峰，异常晕出现在异常带走向上隐伏的地段。硅灰岩含矿带倾伏的方向上，有偏高晕峰（次峰）呈线性展布，并与主峰有良好的对应。氡气晕的规律性展布，反映了深部的矿化信息。

4）通过对部分异常高点的多次抽气的检查测量 (图6、图7)发现，氡气浓度随着抽气次数的增加，曲线无明显变化，反映出异常具有较充足的氡气补给来源，可能是由于深部矿化引起，异常点分布在成矿有利的羊肠沟组上段的硅灰岩中，推测为矿致异常，具有进一步工作价值。

3 放射性物探手段的找矿应用

放射性物探找矿方法信息的综合分析是预测矿床定位的重要依据之一。通过对区内前人资料的综合分析结合若尔盖整装勘查区近几年的科研成果认识，认为伽玛总量、伽玛能谱和氡气测量三种放射性物探手段是区内铀矿找矿的基础测量手段，其地面测量异常特征能较好的反映了区内地表和深部的铀矿体矿化信息。通过伽玛总量、伽玛能谱和氡气测量三种放射性物探测量方法的应用，能在若尔盖铀矿田的铀矿找矿中取得了较好的找矿效果。

图7 S31号线34号测点（左）和S23号线23号测点（右）多次抽气异常检查曲线图

首先，地表伽玛总量测量能够简便直观的反映铀矿田的区域矿化信息，在具体应用中结合地质测量认识和放射性水化等资料可以直接划分铀找矿远景区，缩小找矿范围。

其次，针对地表铀找矿远景区开展大比例尺放射性物探测量评价，如伽玛能谱测量和氡气测量。伽玛能谱测量结合地质测量认识能系统的评价地表铀异常的规模、大小、异常类型。氡气为铀矿物衰变的产物，氡气测量能间接反映深部铀矿体的存在，并对本区与铀成矿关系密切的构造分布特征有一定的指示意义。伽玛能谱异常特征结合氡气异常特征能在找矿远景区认识的基础上，进一步对异常进行系统评价和为钻探工程设计提供有利依据。具体应用中，通过提取氡及子体和水化异常高度组合的重叠异常，再结合音频大地电磁测深对深部岩体和构造的解译定位，能达到预测矿床深部定位的目的。

在若尔盖铀矿田西部降扎矿床向阳西沟一带，通过以上放射性物探测量手段的找矿应用，用近三年的钻探深部验证中取得了突破性成果，在深部发现多处厚富矿体，落实中型铀矿产地1处。

4 结论

通过伽玛总量、伽玛能谱和氡气测量三种放射性物探测量方法的应用，在若尔盖铀矿田的铀矿找矿中取得了较好的找矿效果，所发现的铀异常具备以下特征：

1）异常受地层控制产出，基本上均位于下志留统羊肠沟组上段（S12）、塔尔组上段（S12）和寒武系太阳顶组（∈1）中。

2）异常受岩性控制产出，基本上均位于下志留统羊肠沟组上段（S12）的硅质岩、灰岩，塔尔组上段（S12）的硅质岩和寒武系太阳顶组（∈1）的炭质硅质岩中，多呈条带状分布，且与硅灰岩的走向展布一致。

3）异常多位于区域北西向与北东向断裂构造的交汇部位。

4）伽玛总量测量、伽玛能谱测量和氡气测量三种放射性物探测量方法在若尔盖地区的应用，取得了较好的找矿效果。伽玛总量、伽玛能谱和氡气三种放射性异常的相互匹配较好，伽玛总量测量异常梳理了地区找矿方向，缩小了找矿范围；伽玛能谱测量对伽玛总量测量异常在基岩出露较好地区提供了可靠的浅部异常评价；氡气测量对伽玛总量测量及伽玛能谱测量异常在基岩相对少但浮土适中的地区提供了可靠的深部异常评价。

三种方法配合评价，结合区内地质测量认识和放射性水化等成果综合分析，能较好的为下一步铀矿深部找矿提供依据，也必然在实际找矿应用中发挥重要作用。

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Radioactive Geophysical Anomaly and Prospecting for the Roigê Uranium Ore Field

LI Hong-tao WANG Li-kun ZHANG Zhe-ming ZHANG Xin-min DONG Zhi-kai

(Sichuan Institute of Uranium Geological Survey, Chengdu 610052)

This paper deals with 3 effective geophysical prospecting methods for the Roigê uranium ore field. The application of total gamma survey scan to the determination of range of reconnaissance narrows down the prospecting area. Gamma spectrum survey is applied to the evaluation of shallow anomalies in well exposed bedrock area with total gamma anomalies. Radon emanation survey is applied to the evaluation of deep anomalies in the poorly exposed bedrock and shallow coverage area with total gamma and gamma spectrum anomalies. The three methods in combination with hydrochemical survey and geological data provide scientific basis for deep prospecting in the Roigê uranium ore field.

Roigê uranium ore field; radioactive geophysical exploration; prospecting; applicatio

2019-05-20

李宏涛（1983-），男，陕西扶风人，高级工程师，主要从事铀矿地质勘查工作

P619.14，P631.6

A

1006-0995（2020）01-0137-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.027